CN114207085A - 液晶取向剂、液晶取向膜及液晶元件 - Google Patents

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Abstract

使液晶取向剂含有聚合物(A)，所述聚合物(A)具有源自式(1)所表示的单量体的结构单元(U1)。式(1)中，R1为一价有机基，R2及R3为单键、亚甲基或亚乙基，n为0或1。在n＝0的情况下，R2为亚甲基或亚乙基。R4为具有聚合性基构成环的一部分的环X且在构成环X的一部分的碳原子上键结有R2及R3的二价基、或具有键结有聚合性基的环Y且在构成环Y的一部分的碳原子上键结有R2及R3的二价基、或者具有键结有两个环Y的碳原子Z且在碳原子Z上键结有R2及R3的二价基。

Description

液晶取向剂、液晶取向膜及液晶元件
相关申请的相互参照
本申请基于2019年9月9日提出申请的日本专利申请编号第2019-163594号，并将其记载内容引用至本申请中。
技术领域
本公开涉及一种液晶取向剂、液晶取向膜及液晶元件。
背景技术
液晶元件包括使液晶分子在一定方向上取向的液晶取向膜。通常，液晶取向膜是通过如下方式而形成：在基板上涂布使聚合物成分溶解于有机溶媒中而成的液晶取向剂，且优选为进行加热。作为液晶取向剂的聚合物成分，就机械强度或液晶取向性、与液晶的亲和性优异的方面而言，自以前起便使用聚酰胺酸或可溶性聚酰亚胺。
作为对由液晶取向剂形成的高分子薄膜赋予液晶取向能力的方法，提出有光取向法作为代替摩擦法的技术。光取向法为如下方法：通过对基板上所形成的感放射线性有机薄膜照射偏光或非偏光的放射线而对膜赋予各向异性，由此控制液晶的取向。
作为用于通过光取向法来形成液晶取向膜的液晶取向剂，提供有如下液晶取向剂，其含有包含与聚酰胺酸及可溶性聚酰亚胺不同的主骨架的聚合物(例如，参照专利文献1或专利文献2)。在专利文献1中，公开有一种光取向性组合物，其含有具有马来酸酐结构的聚合物、与具有光取向性基的一级胺化合物的反应产物。在专利文献2中，公开有一种光取向性组合物，其包含将聚(马来酰亚胺)、聚(马来酰亚胺-苯乙烯)作为主链且在侧链导入有感光性基的第一高分子、以及在侧链具有长链烷基的第二高分子。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：韩国公开专利第2015-138548号公报
专利文献2：日本专利第2962473号公报
发明内容
发明所要解决的问题
液晶分子的长轴与基板面所成的角度(预倾角)大幅影响液晶元件的显示特性。本发明人等人进行了如下尝试：以液晶分子的长轴相对于垂直方向按照适度的角度倾斜的方式(例如，预倾角为89度以下的方式)进行液晶的取向控制，由此获得较之前更高精细的液晶元件。但是，得知在使用专利文献1或专利文献2的取向膜材料形成液晶取向膜的情况下，无法使液晶分子的长轴相对于垂直方向充分地倾斜，预倾角高于所期望的角度。
另外，近年来，在膜形成时的加热步骤中，出于能够进行低温煅烧等目的，而有时要求使用低沸点溶剂作为液晶取向剂的溶剂成分。此处，在聚合物成分并未均匀地溶解于溶剂中的情况下，有基板上所形成的液晶取向膜中产生涂布不均而无法形成平坦的膜(涂布均匀性差)的担忧。所述情况下，有制品良率降低、或对液晶取向性或电特性等显示性能造成影响的担忧。
进而，在通过低温煅烧来形成液晶取向膜的情况下，液晶取向膜的预倾角有时会偏离通过现有的高温煅烧(例如，230℃～250℃左右的温度下的加热处理)而获得的液晶取向膜的预倾角。此种由膜形成时的加热温度的差异而引起的预倾角的偏差(以下，也称为“后烘烤裕度”)会对液晶元件的显示品质造成影响，因此期望尽可能小。
本公开是鉴于所述状况而成，主要目的在于提供一种液晶取向剂，其可形成涂布均匀性良好、且预倾角特性优异的液晶取向膜。
解决问题的技术手段
本发明人等人为了解决所述课题，而使用具有特定环结构的聚合物作为液晶取向剂的聚合物成分，结果发现可解决所述课题。具体而言，根据本公开，提供以下手段。
[1]一种液晶取向剂，含有聚合物(A)，所述聚合物(A)具有源自下述式(1)所表示的单量体的结构单元(U1)。
[化1]
Figure BDA0003497185770000021
(式(1)中，R1为一价有机基，R2及R3分别独立地为单键、亚甲基或亚乙基，n为0或1；其中，在n＝0的情况下，R2为亚甲基或亚乙基；R4为具有聚合性基构成环的一部分的环X且在构成所述环X的一部分的同一或不同的碳原子上分别键结有R2及R3的二价基、或具有键结有聚合性基的环Y且在构成所述环Y的一部分的同一或不同的碳原子上分别键结有R2及R3的二价基、或者具有键结有两个所述环Y的碳原子Z且在所述碳原子Z上分别键结有R2及R3的二价基)
[2]一种液晶取向膜，其是使用所述[1]的液晶取向剂而形成。
[3]一种液晶元件，包括所述[2]的液晶取向膜。
[4]一种聚合物，具有源自所述式(1)所表示的单量体的结构单元(U1)。
[5]一种化合物，其由所述式(1)表示。
发明的效果
通过使液晶取向剂含有所述聚合物(A)，可获得涂布均匀性良好的液晶取向剂。另外，通过使用所述液晶取向剂形成液晶取向膜，可充分增大液晶分子相对于垂直方向的倾斜角度，并且可减小由膜形成时的加热温度的差异而引起的预倾角的偏差。即，根据所述液晶取向剂，可形成预倾角特性优异的液晶取向膜。
具体实施方式
以下，对与本公开相关联的事项进行详细说明。
《液晶取向剂》
本公开的液晶取向剂含有聚合物(A)，所述聚合物(A)具有源自下述式(1)所表示的单量体(以下，也称为“单量体(R1)”)的结构单元(U1)。
[化2]
Figure BDA0003497185770000031
(式(1)中，R1为一价有机基，R2及R3分别独立地为单键、亚甲基或亚乙基，n为0或1；其中，在n＝0的情况下，R2为亚甲基或亚乙基；R4为具有聚合性基构成环的一部分的环X且在构成环X的一部分的同一或不同的碳原子上分别键结有R2及R3的二价基、或具有键结有聚合性基的环Y且在构成环Y的一部分的同一或不同的碳原子上分别键结有R2及R3的二价基、或者具有键结有两个环Y的碳原子Z且在碳原子Z上分别键结有R2及R3的二价基)
＜聚合物(A)＞
(结构单元(U1))
所述式(1)中，作为R1的一价有机基，可列举：碳数1～40的一价烃基、所述烃基的至少一个亚甲基经-O-、-CO-、-COO-、-NR16-或-CONR16-(其中，R16为氢原子或一价烃基)取代的基(以下，也称为“基α”)、碳数1～40的一价烃基或基α的至少一个氢原子经氟原子或氰基取代的基。
此处，在本说明书中，“烃基”为包含链状烃基、脂环式烃基及芳香族烃基的含义。所谓“链状烃基”，是指在主链不含环状结构而仅由链状结构构成的直链状烃基及分支状烃基。其中，可为饱和也可为不饱和。所谓“脂环式烃基”，是指仅包含脂环式烃的结构作为环结构，而不含芳香环结构的烃基。其中，无需仅由脂环式烃的结构构成，也包含在其一部分中具有链状结构者。所谓“芳香族烃基”，是指包含芳香环结构作为环结构的烃基。其中，无需仅由芳香环结构构成，也可在其一部分中包含链状结构或脂环式烃的结构。
在将本公开的液晶取向剂制成用于形成光取向膜的聚合物组合物的情况下，所述式(1)中的R1优选为具有光取向性基的一价基。R1所具有的光取向性基优选为通过利用光照射的光异构化反应、光二聚化反应、光致弗里斯重排(photo Fries rearrangement)反应、或光分解反应而对膜赋予各向异性的官能基。
在R1具有光取向性基的情况下，作为所述光取向性基的具体例，可列举：包含偶氮苯或其衍生物作为基本骨架的含偶氮苯的基、包含肉桂酸或其衍生物(肉桂酸结构)作为基本骨架的含肉桂酸结构的基、包含查尔酮(chalcone)或其衍生物作为基本骨架的含查尔酮的基、包含二苯甲酮或其衍生物作为基本骨架的含二苯甲酮的基、包含香豆素或其衍生物作为基本骨架的含香豆素的基、包含苯基苯甲酸酯或其衍生物作为基本骨架的含苯基苯甲酸酯的基、包含环丁烷或其衍生物作为基本骨架的含环丁烷的结构等。就光感度高的方面而言，这些中，光取向性基优选为含肉桂酸结构的基。具体而言，特别优选为包含下述式(2)所表示的肉桂酸结构作为基本骨架的基。
[化3]
Figure BDA0003497185770000041
(式(2)中，R11及R12分别独立地为氢原子、氟原子、氰基、碳数1～3的烷基、或碳数1～3的氟烷基，R13为可具有氟原子或氰基的碳数1～10的烷基、可具有氟原子或氰基的碳数1～10的烷氧基、氟原子、或氰基；a为0～4的整数；在a为2以上的情况下，多个R13为相同的基或不同的基；“*”表示结合键)
在所述式(2)所表示的结构中，就可进一步提高光反应性的方面而言，优选为R11及R12均为氢原子，或者其中一者为氢原子、另一者(优选为R12)为碳数1～3的烷基。
R13优选为碳数1～5的烷基，更优选为碳数1～3的烷基。a优选为0～2，更优选为0或1。
就可更适宜地进行所获得的液晶元件的预倾角控制的方面而言，优选为所述式(2)中的两个结合键“*”中的其中一者键结于具有合计为一个以上的苯环及环己烷环中的至少一者的基上，更优选为键结于具有合计为两个以上的苯环及环己烷环中的至少一者的基上。具体而言，优选为所述式(2)中的两个结合键“*”中的其中一者为与下述式(3)所表示的基的结合键。
[化4]
Figure BDA0003497185770000042
(式(3)中，X1在键结于式(2)中的苯环的情况下，为单键、碳数1～3的烷二基、氧原子、硫原子、-CH＝CH-、-NH-、-COO-或-OCO-，在键结于式(2)中的羰基的情况下，为单键、碳数1～3的烷二基、氧原子、硫原子或-NH-；R14及R15分别独立地为经取代或未经取代的亚苯基、或者经取代或未经取代的亚环己基，R16为苯基或环己基、或者苯基或环己基的至少一个氢原子经碳数1～10的烷基、碳数1～10的烷氧基、至少一个氢原子经氟原子或氰基取代的碳数1～10的取代烷基、至少一个氢原子由氟原子或氰基取代的碳数1～10的取代烷氧基、氟原子、或氰基取代的一价基；r为0～3的整数；在r为2以上的情况下，多个R15为相同的基或不同的基；“*”表示结合键)
所述式(3)中，R14及R15的亚苯基及亚环己基的环上所键结的取代基优选为碳数1～3的烷基、氟原子或氰基。r优选为0或1。R16优选为苯基或环己基的至少一个氢原子由经取代或未经取代的烷基或烷氧基取代的一价基。所述情况下，经取代或未经取代的烷基或烷氧基优选为碳数2以上，更优选为碳数3以上。
所述式(1)中的R4具有一个或多个环X、或环Y，所述环X中，聚合性基构成环的一部分，所述环Y键结有聚合性基。R4所具有的聚合性基可根据聚合物(A)的主骨架来选择。聚合物(A)可为通过单量体的加成聚合而生成的聚合物(以下，也称为“加成聚合物(A1)”)，也可为通过单量体的缩聚而生成的聚合物(以下，也称为“缩聚物(A2)”)。就可进一步减小后烘烤裕度的方面而言，优选使用这些中的加成聚合物(A1)。
(加成聚合物)
加成聚合物(A1)只要为使用如下单量体而获得的聚合物即可，其主骨架并无特别限定，所述单量体具有包含碳-碳不饱和键的基作为聚合性基。加成聚合物(A1)可通过使用聚合性基为包含碳-碳不饱和键的基的单量体(R1)的加成聚合而获得。
在加成聚合物(A1)的合成中所使用的单量体(R1)中，R4所具有的环X可为单环及多环(包括缩合环及桥联环)的任一种。再者，于在构成环X的原子中的同一碳原子上分别键结有R2及R3的情况下，所述式(1)所表示的单量体为具有将R2及R3所键结的碳原子设为螺原子的螺结构的化合物。于在构成环X的原子中的不同的碳原子上分别键结有R2及R3的情况下，所述式(1)所表示的单量体为具有两个环共有R2所键结的碳原子与R3所键结的碳原子的缩合环结构的化合物。
关于环X，优选为碳数4～15，更优选为碳数5～12。作为环X的具体例，可列举：环丁烯、环戊炔、环己烯、环庚烯、环辛烯、环壬烯、环癸烯等单环结构；双环[2.2.1]庚-2-烯、7-氧杂双环[2.2.1]庚-2-烯、7-氮杂双环[2.2.1]庚-2-烯、四环[6.2.1.13,6.02,7]十二-4-烯等多环结构等。这些中，环X优选为环状烯烃。再者，在本说明书中，所谓“环状烯烃”，是指包含一个双键的脂环式烃，且包含单环及多环。
关于环Y，键结于环部分的包含聚合性碳-碳不饱和键的一价基可列举烯基(乙烯基、烯丙基等)、(甲基)丙烯酰基氧基、马来酰亚胺基等，优选为烯基。构成环Y的环结构可列举苯环、萘环、蒽环、环己烷环等。优选为芳香族环，特别优选为苯环。在R4具有环Y的情况下，单量体(R1)优选为具有两个环共有R2所键结的碳原子与R3所键结的碳原子的缩合环结构的化合物。
加成聚合物(A1)的合成中所使用的单量体(R1)优选为具有下述式(1-1)～式(1-4)分别所表示的部分结构的单量体。
[化5]
Figure BDA0003497185770000051
(式(1-1)～式(1-4)中，X2、X3及X4分别独立地为碳数1～10的烷二基、氧原子或-NH-；n1及n2分别独立地为0或1，且满足n1+n2≧1；在n1＝0的情况下，R2为亚甲基或亚乙基，在n2＝0的情况下，R3为亚甲基或亚乙基；m为0～2的整数；R1、R2、R3及n与所述式(1)为相同含义)
所述式(1-2)及式(1-3)中，就形成显现出良好的预倾角特性的液晶取向膜的观点而言，X2、X3及X4优选为碳数1～10的烷二基，更优选为亚甲基或亚乙基，特别优选为亚甲基。
所述式(1-2)中的m优选为0或1。
所述式(1-1)～式(1-4)中，R1的例示及优选例可应用所述式(1)的说明。
单量体(R1)优选为选自由环状烯烃化合物及含苯乙烯结构的化合物所组成的群组中的至少一种。作为单量体(R1)的具体例，可列举下述式(r-1)～式(r-30)分别所表示的化合物等。
[化6]
Figure BDA0003497185770000061
[化7]
Figure BDA0003497185770000062
[化8]
Figure BDA0003497185770000071
[化9]
Figure BDA0003497185770000072
[化10]
Figure BDA0003497185770000081
[化11]
Figure BDA0003497185770000082
[化12]
Figure BDA0003497185770000091
(式(r-1)～式(r-30)中，R30为碳数1～10的烷基、碳数1～10的烷氧基、至少一个氢原子经氟原子或氰基取代的碳数1～10的取代烷基、至少一个氢原子由氟原子或氰基取代的碳数1～10的取代烷氧基、氟原子、或氰基)
具有碳-碳不饱和键作为聚合性基的单量体(R1)可依照有机化学的常规方法来合成。例如，关于具有碳-碳不饱和键作为聚合性基的单量体(R1)，可列举如下方法：合成具有R1的胺化合物(下述式(3)所表示的化合物)，继而，使所述胺化合物与具有下述式(4)所表示的部分结构的化合物进行反应。关于具有R1的胺化合物，例如在R1具有肉桂酸结构作为光取向性基的情况下，可通过使感光性羧酸、与含氨基的酚类(含氨基的苯酚或含氨基的甲酚等)进行反应而获得。其中，单量体(R1)的合成方法并不限定于所述方法。
[化13]
Figure BDA0003497185770000092
(式(3)中的R1、及式(4)中的R2～R4、n与所述式(1)为相同含义)
就充分提高预倾角特性(初期预倾角及后烘烤裕度)的观点而言，相对于加成聚合物(A1)所具有的所有单体单元，加成聚合物(A1)中的结构单元(U1)的含有比例优选为2摩尔％以上，更优选为5摩尔％以上，进而优选为10摩尔％以上。另外，相对于加成聚合物(A1)所具有的所有单体单元，结构单元(U1)的含有比例可在100摩尔％以下的范围内任意设定。就通过导入与结构单元(U1)不同的其他结构单元而进一步提高加成聚合物(A1)在溶剂中的溶解性的观点而言，相对于加成聚合物(A1)所具有的所有单体单元，结构单元(U1)的含有比例优选为90摩尔％以下，更优选为80摩尔％以下，进而优选为60摩尔％以下。再者，加成聚合物(A1)所具有的结构单元(U1)可仅为一种，也可为两种以上。
(其他结构单元)
加成聚合物(A1)可仅具有结构单元(U1)，就进一步提高加成聚合物(A1)在溶剂中的溶解性的观点而言，优选为具有结构单元(U1)、以及源自不具有所述式(1)所表示的部分结构的单量体的结构单元(以下，也称为“其他结构单元”)。加成聚合物(A1)优选为具有源自选自由含马来酰亚胺结构的化合物、(甲基)丙烯酸化合物、含苯乙烯结构的化合物、含马来酸酐结构的化合物、及环状烯烃化合物所组成的群组中的至少一种的结构单元作为其他结构单元。
含马来酰亚胺结构的化合物只要为具有马来酰亚胺环的化合物或其开环体即可，并无特别限定。作为含马来酰亚胺结构的化合物的具体例，可列举下述式(z-1)所表示的化合物及下述式(z-2)所表示的化合物等。
[化14]
Figure BDA0003497185770000101
(式(z-1)及式(z-2)中，R21、R22、R24及R25分别独立地为氢原子或甲基；R23及R26分别独立地为一价有机基；“*”表示结合键)
所述式(z-1)及式(z-2)中，作为R23及R26的一价有机基，可列举：碳数1～40的一价烃基、所述烃基的至少一个亚甲基经-O-、-CO-、-COO-、-NR16-或-CONR16-(其中，R16为氢原子或一价烃基)取代的基(以下，也称为“基β”)、碳数1～40的一价烃基或基β的至少一个氢原子由氟原子、氰基、羧基、环氧基、羟基或环状碳酸酯基等取代基取代的基。R23及R26的一价有机基优选为具有光取向性基的基、具有垂直取向性基的基、或具有交联性基的基。在R23及R26的一价有机基为具有光取向性基的基的情况下，所述具有光取向性基的基优选为具有所述式(2)所表示的肉桂酸结构的基。
此处，所谓“垂直取向性基”，是对使用液晶取向剂而形成的涂膜赋予使液晶分子诱发所期望的预倾角的功能的官能基。所述垂直取向性基显示出不依存于光照射而使液晶分子垂直取向的性质。作为垂直取向性基的具体例，可列举：碳数4～40的烷基、碳数4～40的烷氧基、碳数4～40的氟烷基、具有两个以上的环(优选为1,4-亚苯基及1,4-亚环己基)经由单键或二价连结基(-O-、-COO-等)键结而成的结构的碳数12～50的基、具有类固醇(steroid)骨架的碳数17～51的基等。
作为含马来酰亚胺结构的化合物的一例，例如可列举：N-甲基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺、4-羧基苯基马来酰亚胺、2-甲基苯基马来酰亚胺、4-羟基苯基马来酰亚胺、N-十二基马来酰亚胺、N-胆甾烷基氧基羰基苯基马来酰亚胺、及这些化合物的马来酰亚胺环开环而成的化合物(开环体)等。
(甲基)丙烯酸化合物只要具有(甲基)丙烯酰基即可，其余的结构并无特别限定。作为(甲基)丙烯酸化合物的具体例，可列举：(甲基)丙烯酸、α-乙基丙烯酸、马来酸、富马酸、衣康酸、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸环烷基酯、(甲基)丙烯酸苄基酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、α-乙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丁基丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧丁酯、α-乙基丙烯酸3,4-环氧丁酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己基甲酯、(甲基)丙烯酸6,7-环氧庚酯、α-乙基丙烯酸6,7-环氧庚酯、丙烯酸4-羟基丁基缩水甘油醚、(甲基)丙烯酸(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲酯、碳酸亚丙酯(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸3-羟基-1-金刚烷基酯等。
作为含苯乙烯结构的化合物，可列举：苯乙烯、甲基苯乙烯、4-乙烯基-1-缩水甘油基氧基甲基苯、3-乙烯基-1-缩水甘油基氧基甲基苯、3-乙烯基苯甲酸、4-乙烯基苯甲酸等。作为含马来酸酐结构的化合物，可列举：马来酸酐、柠康酸酐等。作为环状烯烃化合物，可列举：环丁烯、环戊炔、环己烯、双环[2.2.1]庚-2-烯等。
作为加成聚合物(A1)所具有的其他结构单元，除了所述以外，例如还可列举：乙烯、乙烯基醇、(甲基)烯丙基醇、3-甲基-3-丁烯-1-醇等含乙烯基的化合物；1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯等共轭二烯化合物等。再者，加成聚合物(A1)可仅具有一种其他结构单元，也可具有两种以上的其他结构单元。
就可进一步提高在溶剂中的溶解性的方面而言，加成聚合物(A1)优选为具有源自选自由含马来酰亚胺结构的化合物及含马来酸酐结构的化合物所组成的群组中的至少一种的结构单元(以下，也称为“结构单元M”)作为其他结构单元。就充分获得提高加成聚合物(A1)的溶解性的效果的观点而言，相对于加成聚合物(A1)所具有的所有单体单元，加成聚合物(A1)中的结构单元M的含有比例优选为2摩尔％以上，更优选为5摩尔％以上。另外，相对于加成聚合物(A1)所具有的所有单体单元，结构单元M的含有比例优选为98摩尔％以下，更优选为90摩尔％以下。再者，加成聚合物(A1)所具有的结构单元M可设为一种，也可设为两种以上。
在结构单元(U1)中的R1为具有光取向性基的一价基的情况下，就抑制通过液晶取向膜而显现出的预倾角过于变高的观点而言，加成聚合物(A1)优选为具有结构单元(U1)、以及源自为选自由含马来酰亚胺结构的化合物、(甲基)丙烯酸化合物、含苯乙烯结构的化合物、含马来酸酐结构的化合物、及环状烯烃化合物所组成的群组中的至少一种且不具有光取向性基的单量体的结构单元(以下，也称为“结构单元(U2)”)。结构单元(U2)优选为不具有所述式(1)所表示的部分结构的结构单元(即，其他结构单元)。
在R1为具有光取向性基的一价基的情况下，相对于加成聚合物(A1)所具有的所有单体单元，加成聚合物(A1)中的结构单元(U2)的含有比例优选为50摩尔％以上，更优选为55摩尔％以上，进而优选为60摩尔％以上。另外，相对于加成聚合物(A1)所具有的所有单体单元，结构单元(U2)的含有比例优选为99摩尔％以下，更优选为97摩尔％以下，进而优选为95摩尔％以下。再者，加成聚合物(A1)所具有的结构单元(U2)可仅为一种，也可为两种以上。
(交联性基)
就可进一步减小相对于膜形成时的加热温度(后烘烤温度)的不同而言的预倾角的偏差(后烘烤裕度)的方面而言，加成聚合物(A1)优选为在侧链具有交联性基。加成聚合物(A1)所具有的交联性基优选为可通过热而形成交联结构的基，具体而言，可列举选自由环状醚基、环状硫醚基、羧基、保护羧基、含噁嗪环的基、噁唑啉基、异氰酸酯基、嵌段异氰酸酯基、硅醇基、环状碳酸酯基、醇性羟基、烷氧基、氨基、保护氨基、及马来酸酐基所组成的群组中的至少一种。这些中，加成聚合物(A1)所具有的交联性基优选为选自由环状醚基、羧基、环状碳酸酯基、及醇性羟基、氨基、保护氨基、及马来酸酐基所组成的群组中的至少一种，特别优选为环氧基或环状碳酸酯基。
在加成聚合物(A1)具有交联性基的情况下，其他结构单元优选为具有交联性基。具有交联性基的结构单元优选为源自选自由(甲基)丙烯酸化合物、含马来酰亚胺结构的化合物、及含苯乙烯结构的化合物所组成的群组中的至少一种的结构单元。这些中，就单体的选择自由度高的方面而言，优选为(甲基)丙烯酸化合物。
相对于加成聚合物(A1)所具有的所有单体单元，加成聚合物(A1)所具有的、具有交联性基的结构单元的比例优选为5摩尔％以上，更优选为10摩尔％以上，进而优选为20摩尔％以上。另外，相对于加成聚合物(A1)所具有的所有单体单元，具有交联性基的结构单元的含有比例优选为90摩尔％以下，更优选为85摩尔％以下。再者，加成聚合物(A1)可仅具有一种具有交联性基的结构单元，也可具有两种以上的具有交联性基的结构单元。
加成聚合物(A1)可通过如下方式而获得：优选为在聚合引发剂的存在下、且在有机溶媒中使单量体(R1)及视需要使用的其他单量体进行聚合。作为使用的聚合引发剂，例如可列举：2,2'-偶氮双(异丁腈)、2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)等偶氮化合物、镍催化剂等。相对于反应中使用的所有单体100质量份，聚合引发剂的使用比例优选为0.01质量份～30质量份。作为使用的有机溶媒，例如可列举：醇、醚、酮、酰胺、酯、烃等。
在所述聚合反应中，反应温度优选为30℃～120℃，反应时间优选为1小时～36小时。有机溶媒的使用量(a)优选为设为反应中使用的单体的合计量(b)相对于反应溶液的总体量(a+b)而成为0.1质量％～60质量％那样的量。溶解聚合物而成的反应溶液例如可使用如下已知的分离方法将反应溶液中所含的加成聚合物(A1)分离后供于液晶取向剂的制备，所述分离方法为对将反应溶液注入至大量的不良溶媒中而获得的析出物在减压下进行干燥的方法、利用蒸发器将反应溶液减压馏去的方法等。
(缩聚物)
缩聚物(A2)只要为使用具有能够进行缩聚的基作为聚合性基的单量体而获得的聚合物即可，其主骨架并无特别限定。就可获得液晶取向性更优异的涂膜的方面而言，缩聚物(A2)优选为选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯、聚酰亚胺及聚烯胺所组成的群组中的至少一种。
就单量体的设计自由度高的方面而言，缩聚物(A2)的合成中所使用的单量体(R1)优选为二胺化合物(以下，也称为“特定二胺”)。在单量体(R1)为特定二胺的情况下，所述式(1)中的R4优选为是具有两个键结有聚合性基(具体而言为一级氨基)的环Y、且这些两个环Y键结于同一碳原子(以下，也称为“碳原子Z”)的结构的二价基。此处，碳原子Z为螺原子。环Y优选为苯环、萘环、蒽环等芳香族环，特别优选为苯环。再者，构成环Y的苯环等也可具有取代基。这些中，特定二胺优选为下述式(5)所表示的化合物。
[化15]
Figure BDA0003497185770000131
(式(5)中，Ar1及Ar2分别独立地为二价芳香族环基；R1～R3及n与所述式(1)为相同含义)
所述式(5)中，Ar1及Ar2的二价芳香族环基优选为经取代或未经取代的亚苯基或萘基，更优选为经取代或未经取代的亚苯基。在Ar1及Ar2为取代亚苯基的情况下，作为取代基，例如可列举甲基、乙基、氟原子等。Ar1及Ar2分别所键结的一级氨基的键结位置并无特别限定。在Ar1及Ar2为亚苯基的情况下，一级氨基相对于其他基而键结于2位、3位或4位，优选为键结于3位或4位。
作为特定二胺的具体例，例如可列举下述式(r2-1)～式(r2-4)分别所表示的化合物等。
[化16]
Figure BDA0003497185770000132
(式(r2-1)～式(r2-4)中，R31为碳数1～10的烷基、碳数1～10的烷氧基、至少一个氢原子经氟原子或氰基取代的碳数1～10的取代烷基、至少一个氢原子由氟原子或氰基取代的碳数1～10的取代烷氧基、氟原子、或氰基)
特定二胺可依照有机化学的常规方法来合成。例如，所述式(5)所表示的化合物可通过如下方式而获得：依照下述流程，使具有基R1的化合物与芳香族铵盐在酸性条件下进行反应。其中，特定二胺的合成方法并不限定于所述方法。
[化17]
Figure BDA0003497185770000141
(所述流程中的R1～R3、n与所述式(1)为相同含义，Ar1及Ar2与所述式(5)为相同含义；Ar为一价芳香族环基)
(聚酰胺酸)
在缩聚物(A2)为聚酰胺酸的情况下，所述聚酰胺酸(以下，也称为“聚酰胺酸(A2)”)可通过如下方式而获得：使四羧酸二酐与二胺化合物进行反应。
在合成聚酰胺酸(A2)时，作为四羧酸二酐，可使用聚酰胺酸的合成中所使用的现有已知的化合物。作为四羧酸二酐的具体例，脂肪族四羧酸二酐例如可列举：1,2,3,4-丁烷四羧酸二酐等；脂环式四羧酸二酐例如可列举：1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐、5-(2,5-二氧代四氢呋喃-3-基)-3a,4,5,9b-四氢萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、5-(2,5-二氧代四氢呋喃-3-基)-8-甲基-3a,4,5,9b-四氢萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮、2,4,6,8-四羧基双环[3.3.0]辛烷-2:4,6:8-二酐、环戊烷四羧酸二酐、环己烷四羧酸二酐等；
芳香族四羧酸二酐例如可列举：均苯四甲酸二酐、4,4'-(六氟亚异丙基)二邻苯二甲酸酐、乙二醇偏苯三甲酸酐酯、4,4'-(六氟亚异丙基)二邻苯二甲酸酐、4,4'-羰基二邻苯二甲酸酐、4,4'-氧基二邻苯二甲酸酐、丙烷-1,3-二基双(1,3-二氧代-1,3-二氢异苯并呋喃-5-羧酸酯)等，除此以外，可使用日本专利特开2010-97188号公报中记载的四羧酸二酐。作为四羧酸二酐，可单独使用一种或将两种以上组合使用。
在合成聚酰胺酸(A2)时，作为二胺化合物，可仅使用特定二胺，也可使用特定二胺、以及与特定二胺不同的二胺(以下，也称为“其他二胺”)。作为其他二胺，脂肪族二胺可列举：间苯二甲胺、1,3-丙二胺、六亚甲基二胺等；脂环式二胺可列举：1,4-二氨基环己烷、4,4'-亚甲基双(环己胺)等；
芳香族二胺可列举：十六烷氧基-2,4-二氨基苯、十八烷氧基-2,4-二氨基苯、十八烷氧基-2,5-二氨基苯、胆甾烷基氧基-3,5-二氨基苯、胆甾烯基氧基-3,5-二氨基苯、胆甾烷基氧基-2,4-二氨基苯、胆甾烯基氧基-2,4-二氨基苯、3,5-二氨基苯甲酸胆甾烷基酯、3,5-二氨基苯甲酸胆甾烯基酯、3,5-二氨基苯甲酸羊毛甾烷基酯、3,6-双(4-氨基苯甲酰基氧基)胆甾烷、3,6-双(4-氨基苯氧基)胆甾烷、2,4-二氨基-N,N-二烯丙基苯胺、4-(4'-三氟甲氧基苯甲酰氧基)环己基-3,5-二氨基苯甲酸酯、1,1-双(4-((氨基苯基)甲基)苯基)-4-丁基环己烷、3,5-二氨基苯甲酸＝5ξ-胆甾烷-3-基、下述式(E-1)
[化18]
Figure BDA0003497185770000151
(式(E-1)中，XI及XII分别独立地为单键、-O-、*-COO-或*-OCO-(其中，“*”表示与XI的结合键)，RI为碳数1～3的烷二基，RII为单键或碳数1～3的烷二基，a为0或1，b为0～2的整数，c为1～20的整数，d为0或1；其中，a及b不会同时为0)
所表示的化合物等侧链型二胺：
对苯二胺、4,4'-二氨基二苯基甲烷、4-氨基苯基-4-氨基苯甲酸酯、4,4'-二氨基偶氮苯、3,5-二氨基苯甲酸、1,5-双(4-氨基苯氧基)戊烷、1,2-双(4-氨基苯氧基)乙烷、双[2-(4-氨基苯基)乙基]己二酸、N,N-双(4-氨基苯基)甲基胺、1,4-双-(4-氨基苯基)-哌嗪、N,N'-双(4-氨基苯基)-联苯胺、2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯、2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-二氨基联苯、4,4'-二氨基二苯基醚、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、4,4'-(亚苯基二亚异丙基)双苯胺、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、4,4'-双(4-氨基苯氧基)联苯、4,4'-[4,4'-丙烷-1,3-二基双(哌啶-1,4-二基)]二苯胺、4,4'-二氨基苯甲酰苯胺、4,4'-二氨基二苯基胺、1,3-双(4-氨基苯乙基)脲、1,3-双(4-氨基苄基)脲、1,4-双(4-氨基苯基)-哌嗪、N,N'-双-(4-氨基苯基乙基)-N-甲胺、N,N'-双(4-氨基苯基)-N,N'-二甲基联苯胺、N4,N4'-双-(4-氨基苯基)-N4,N4'-二甲基联苯基-4,4'-二胺等主链型二胺等；
二氨基有机硅氧烷例如可列举：1,3-双(3-氨基丙基)-四甲基二硅氧烷等，除此以外，可使用日本专利特开2010-97188号公报中记载的二胺化合物。再者，作为其他二胺，可单独使用一种或将两种以上组合使用。
在合成聚酰胺酸(A2)时，就充分实现特定二胺带来的预倾角的低角度化的观点而言，相对于合成中使用的二胺化合物的总量，特定二胺的使用比例优选为设为2摩尔％以上，更优选为设为5摩尔％以上，进而优选为设为10摩尔％以上。另外，相对于合成中使用的二胺化合物的总量，特定二胺的使用比例优选为设为90摩尔％以下，更优选为设为80摩尔％以下，进而优选为设为70摩尔％以下。再者，作为特定二胺，可仅使用一种，也可将两种以上组合使用。
聚酰胺酸(A2)可通过如下方式而获得：使四羧酸二酐与二胺化合物视需要与分子量调整剂(例如，酸单酐或单胺等)一起进行反应。供于聚酰胺酸的合成反应的四羧酸二酐及二胺化合物的使用比例优选为相对于二胺化合物的氨基1当量而四羧酸二酐的酸酐基成为0.2当量～2当量的比例。
聚酰胺酸的合成反应优选为在有机溶媒中进行。此时的反应温度优选为-20℃～150℃，反应时间优选为0.1小时～24小时。作为反应中使用的有机溶媒，例如可列举：非质子性极性溶媒、酚系溶媒、醇、酮、酯、醚、卤化烃、烃等。关于特别优选的有机溶媒，优选为使用选自由N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、γ-丁内酯、四甲基脲、六甲基磷酰三胺、间甲酚、二甲酚及卤化酚所组成的群组中的一种以上作为溶媒，或者使用这些中的一种以上与其他有机溶媒(例如，丁基溶纤剂、二乙二醇二乙醚等)的混合物。有机溶媒的使用量(a)优选为设为四羧酸二酐及二胺化合物的合计量(b)相对于反应溶液的总量(a+b)而成为0.1质量％～50质量％的量。
(聚酰胺酸酯)
在缩聚物(A2)为聚酰胺酸酯的情况下，所述聚酰胺酸酯(以下，也称为“聚酰胺酸酯(A2)”)例如可通过如下方法等而获得：[I]使通过所述合成反应而获得的聚酰胺酸(A2)与酯化剂进行反应的方法；[II]使四羧酸二酯与包含特定二胺的二胺化合物进行反应的方法；[III]使四羧酸二酯二卤化物与包含特定二胺的二胺化合物进行反应的方法。聚酰胺酸酯(A2)可仅具有酰胺酸酯结构，也可为酰胺酸结构与酰胺酸酯结构并存的部分酯化物。
(聚酰亚胺)
在缩聚物(A2)为聚酰亚胺的情况下，所述聚酰亚胺(以下，也称为“聚酰亚胺(A2)”)可通过如下方式而获得：对如所述那样合成的聚酰胺酸(A2)进行脱水闭环且加以酰亚胺化。聚酰亚胺(A2)的酰亚胺化率优选为20％～90％，更优选为30％～80％。再者，酰亚胺化率是以百分率表示相对于聚酰亚胺的酰胺酸结构的数量与酰亚胺环结构的数量的合计而言的酰亚胺环结构的数量所占的比例。
聚酰胺酸(A2)的脱水闭环优选为通过如下方法而进行：将聚酰胺酸溶解于有机溶媒中，在所述聚合物溶液中添加脱水剂及脱水闭环催化剂并视需要进行加热。所述方法中，作为脱水剂，例如可列举乙酸酐、丙酸酐、三氟乙酸酐等酸酐。脱水剂的使用量优选为相对于聚酰胺酸(A2)的酰胺酸结构的1摩尔而设为0.01摩尔～20摩尔。作为脱水闭环催化剂，例如可使用吡啶、三甲吡啶、二甲吡啶、三乙胺等三级胺。在合成时，优选为将脱水闭环催化剂的使用量设为相对于使用的脱水剂1摩尔而为0.01摩尔～10摩尔。作为脱水闭环反应中所使用的有机溶媒，可列举作为聚酰胺酸的合成中所使用的有机溶媒而例示的有机溶媒。脱水闭环反应的反应温度优选为0℃～180℃。反应时间优选为1.0小时～120小时。
(聚烯胺)
聚烯胺为在多胺的氨基的邻位上具有碳-碳双键的聚合物，例如可列举：聚烯氨基酮、聚烯氨基酯、聚烯氨基腈、聚烯氨基磺酰基等。在缩聚物(A2)为聚烯胺的情况下，所述聚烯胺(以下，也称为“聚烯胺(A2)”)可通过α,β-不饱和化合物、与包含特定二胺的二胺化合物的反应而获得。作为聚烯胺(A2)的合成中使用的α,β-不饱和化合物，可列举下述式(e-1)～式(e-9)分别所表示的化合物等。
[化19]
Figure BDA0003497185770000161
聚烯胺的合成方法并无特别限定，例如可通过乙烯基亲核取代聚合而合成。所述合成反应优选为在有机溶媒中进行。作为反应中使用的有机溶媒，可列举：非质子性极性溶媒(N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺等)、酚系溶媒(苯酚、甲酚等)、醇、酮、酯、醚、卤化烃、烃等。在合成时，反应温度优选为-20℃～150℃，反应时间优选为0.1小时～24小时。所述反应视需要也可在三氟乙酸等催化剂的存在下进行。
聚合物(A)的通过凝胶渗透色谱法(gel permeation chromatography，GPC)测定的聚苯乙烯换算的重量平均分子量(Mw)优选为1,000～300,000，更优选为2,000～100,000。Mw与通过GPC测定的聚苯乙烯换算的数量平均分子量(Mn)的比所表示的分子量分布(Mw/Mn)优选为7以下，更优选为5以下。再者，液晶取向剂的制备中使用的聚合物(A)可仅为一种，也可组合两种以上。
就充分提高对于基板的涂布性、并且使预倾角特性(初期预倾角、后烘烤裕度)优异的观点而言，相对于液晶取向剂中所含的聚合物成分的总量，液晶取向剂中的聚合物(A)的含有比例优选为0.1质量％以上，更优选为0.5质量％以上，进而优选为1质量％以上。另外，聚合物(A)的含有比例可相对于液晶取向剂中所含的聚合物成分的总量而设为100质量％以下的范围。在聚合物(A)为加成聚合物(A1)的情况下，相对于液晶取向剂中所含的聚合物的总量，加成聚合物(A1)的含有比例优选为90质量％以下，更优选为70质量％以下，进而优选为50质量％以下。
＜其他成分＞
本公开的液晶取向剂视需要也可含有聚合物(A)以外的其他成分。
(其他聚合物)
在本公开的液晶取向剂中，也可含有聚合物(A)、以及不具有结构单元(U1)的聚合物(以下，也称为“其他聚合物”)作为聚合物成分。其他聚合物并无特别限定，可优选地使用选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯、聚酰亚胺及聚脲所组成的群组中的至少一种聚合物(以下，也称为“聚合物(B)”)。通过将此种聚合物(B)与聚合物(A)并用，可保证所获得的液晶元件的液晶取向性及电特性，就所述方面而言优选。其他聚合物更优选为选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺所组成的群组中的至少一种。作为聚合物(B)的聚酰胺酸、聚酰胺酸酯及聚酰亚胺可通过单量体使用聚合物(A)的说明中所例示的四羧酸二酐、与其他二胺的聚合而获得。
关于聚合物(B)，通过GPC测定的聚苯乙烯换算的重量平均分子量(Mw)优选为1,000～500,000，更优选为2,000～300,000。分子量分布(Mw/Mn)优选为7以下，更优选为5以下。
在使液晶取向剂含有聚合物(A)以及聚合物(B)作为聚合物成分的情况下，就充分获得调配聚合物(A)带来的预倾角特性的改善效果、并且使液晶取向性良好的观点而言，相对于液晶取向剂中的聚合物(A)100质量份，聚合物(B)的含有比例优选为设为100质量份以上。聚合物(B)的含有比例更优选为100质量份～2000质量份，进而优选为200质量份～1500质量份。再者，作为聚合物(B)，可单独使用一种，也可将两种以上组合使用。
(交联剂)
本公开的液晶取向剂优选为含有交联成分。交联成分可为聚合物(A)，也可为独立于聚合物成分而另行调配的添加剂成分，也可为聚合物(A)及添加剂两者。在使用添加剂作为交联成分的情况下，所述添加剂(以下，也称为“交联剂”)优选为具有选自由环状醚基、羧基、环状碳酸酯基、醇性羟基、异氰酸酯基、保护异氰酸酯基、三烷氧基硅烷基、及包含聚合性不饱和键的基所组成的群组中的至少一种的分子量1000以下的化合物，特别优选为具有两个以上的环氧基的化合物。交联剂所具有的交联性基的数量优选为两个以上，更优选为三个以上。
在使用交联剂的情况下，就进一步提高减小后烘烤裕度的效果的观点而言，相对于液晶取向剂中的聚合物成分的总体量100质量份，液晶取向剂中的交联剂的含有比例优选为0.5质量份以上，更优选为1质量份以上。另外，就抑制因过量添加而引起的性能降低的观点而言，相对于液晶取向剂中的聚合物成分的总体量100质量份，交联剂的含有比例优选为30质量份以下，更优选为20质量份以下。再者，作为交联剂，可单独使用一种或者将两种以上组合使用。
(溶剂)
本公开的液晶取向剂是以溶液状组合物的形式而制备，所述溶液状组合物是将聚合物成分及视需要任意调配的成分优选为溶解于有机溶媒中而成。作为使用的有机溶媒，例如可列举：非质子性极性溶媒、酚系溶媒、醇、酮、酯、醚、卤化烃、烃等。溶剂成分可为这些的一种，也可为两种以上的混合溶媒。
在聚合物(A)为加成聚合物(A1)的情况下，作为液晶取向剂的溶剂成分，可优选地使用为选自由下述式(D-1)所表示的化合物、下述式(D-2)所表示的化合物及下述式(D-3)所表示的化合物所组成的群组中的至少一种且1气压下的沸点为180℃以下的溶剂(以下，也称为“特定溶剂”)。通过使用特定溶剂作为溶剂成分的至少一部分，即便在低温(例如200℃以下)下进行膜形成时的加热的情况下，也可获得液晶取向性及电特性优异的液晶元件，就所述方面而言优选。
[化20]
Figure BDA0003497185770000181
(式(D-1)中，R1为碳数1～4的烷基或CH3CO-，R2为碳数1～4的烷二基或-(CH2CH2O)n-CH2CH2-(其中，n为1～4的整数)，R3为氢原子或碳数1～4的烷基)
[化21]
Figure BDA0003497185770000182
(式(D-2)中，R4为碳数1～3的烷二基)
[化22]
Figure BDA0003497185770000183
(式(D-3)中，R5及R6分别独立地为碳数4～8的烷基)
作为特定溶剂的具体例，所述式(D-1)所表示的化合物可列举：丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、二乙二醇甲基乙醚、3-甲氧基-1-丁醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丙醚、乙二醇-正丁醚(丁基溶纤剂)、乙二醇二甲醚、乙二醇乙醚乙酸酯、二乙二醇二甲醚等；
所述式(D-2)所表示的化合物可列举：环丁酮、环戊酮、环己酮；
所述式(D-3)所表示的化合物可列举二异丁基酮等。再者，作为特定溶剂，可单独使用一种，也可将两种以上组合使用。
在聚合物(A)为加成聚合物(A1)的情况下，液晶取向剂的溶剂成分可仅包含特定溶剂，也可为特定溶剂以外的其他溶剂与特定溶剂的混合溶媒。作为其他溶剂，例如可列举：N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、1,2-二甲基-2-咪唑烷酮、γ-丁内酯、γ-丁内酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等高极性溶剂；除此以外，也可列举：
4-羟基-4-甲基-2-戊酮、乳酸丁酯、乙酸丁酯、甲基甲氧基丙酸酯、乙基乙氧基丙酸酯、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚乙酸酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯、丙酸异戊酯、异丁酸异戊酯、二异戊醚、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、环己酮、辛醇、四氢呋喃等。这些可单独使用一种或将两种以上混合使用。
关于液晶取向剂中所含的溶剂成分，相对于液晶取向剂中所含的溶剂的总量，特定溶剂的含有比例优选为20质量％以上，更优选为40质量％以上，进而优选为50质量％以上。
作为液晶取向剂中所含的其他成分，除了所述成分以外，例如可列举：官能性硅烷化合物、多官能(甲基)丙烯酸酯、抗氧化剂、金属螯合物化合物、硬化促进剂、表面活性剂、填充剂、分散剂、光增感剂等。其他成分的调配比例可在无损本公开的效果的范围内，根据各化合物而适宜选择。
液晶取向剂中的固体成分浓度(液晶取向剂的溶媒以外的成分的合计质量在液晶取向剂的总质量中所占的比例)可考虑到粘性、挥发性等而适宜选择，优选为1质量％～10质量％的范围。在固体成分浓度为1质量％以上的情况下，可获得膜厚充分的涂膜，容易获得良好的液晶取向膜。另一方面，在固体成分浓度为10质量％以下的情况下，涂膜的膜厚不会过大，另外，可使液晶取向剂的粘性适度，可抑制涂布性的降低，就所述方面而言适宜。
《液晶取向膜及液晶元件》
本公开的液晶取向膜是由如所述那样制备的液晶取向剂形成。另外，本公开的液晶元件包括使用所述说明的液晶取向剂而形成的液晶取向膜。液晶元件中的液晶的动作模式并无特别限定，例如可应用于扭转向列(Twisted Nematic，TN)型、超扭转向列(SuperTwisted Nematic，STN)型、垂直取向(Vertical Alignment，VA)型(包括垂直取向-多域垂直取向(Vertical Alignment-Multi-domain Vertical Alignment，VA-MVA)型、垂直取向-图案垂直取向(Vertical Alignment-Patterned Vertical Alignment，VA-PVA)型等)、共面切换(In-Plane Switching，IPS)型、边缘场切换(Fringe Field Switching，FFS)型、光学补偿弯曲(Optically Compensated Bend，OCB)型、聚合物稳定取向型(PolymerSustained Alignment，PSA)等各种模式中。液晶元件例如可通过包括以下的步骤1～步骤3的方法来制造。步骤1中，使用基板视所期望的动作模式而不同。步骤2及步骤3在各动作模式中共通。
＜步骤1：涂膜的形成＞
首先，在基板上涂布液晶取向剂，优选为对涂布面进行加热，由此在基板上形成涂膜。作为基板，例如可使用包含以下材料的透明基板：浮法玻璃、钠玻璃等玻璃；聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚醚砜、聚碳酸酯、聚(脂环式烯烃)等塑料。作为设置于基板的其中一面的透明导电膜，可使用：包含氧化锡(SnO2)的奈塞(NESA)膜(美国PPG公司注册商标)、包含氧化铟-氧化锡(In2O3-SnO2)的氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)膜等。在制造TN型、STN型或VA型液晶元件的情况下，使用设置有经图案化的透明导电膜的两块基板。另一方面，在制造IPS型或FFS型液晶元件的情况下，使用设置有经图案化为梳齿型的电极的基板、与并未设置电极的相向基板。对基板涂布液晶取向剂是在电极形成面上优选为通过胶版印刷法、柔版印刷法、旋转涂布法、辊涂布机法或喷墨印刷法进行。
涂布液晶取向剂后，出于防止所涂布的液晶取向剂的滴液等目的，优选为实施预加热(预烘烤)。预烘烤温度优选为30℃～200℃，预烘烤时间优选为0.25分钟～10分钟。其后，出于完全去除溶剂等目的而实施煅烧(后烘烤)步骤。此时的煅烧温度(后烘烤温度)优选为80℃～250℃，更优选为80℃～200℃。后烘烤时间优选为5分钟～200分钟。尤其是，在使用所述所制备的液晶取向剂的情况下，对于特定溶剂那样的低沸点溶剂的溶解性良好，且即便在将后烘烤温度设为例如200℃以下、优选为180℃以下、更优选为160℃以下的情况下，也可进一步减小因预烘烤温度的差异而引起的预倾角的偏差，就所述方面而言优选。如此形成的膜的膜厚优选为0.001μm～1μm。
＜步骤2：取向处理＞
在制造TN型、STN型、IPS型或FFS型液晶元件的情况下，实施对所述步骤1中形成的涂膜赋予液晶取向能力的处理(取向处理)。由此，对涂膜赋予液晶分子的取向能力而成为液晶取向膜。在制造垂直取向型液晶元件的情况下，可将所述步骤1中形成的涂膜直接用作液晶取向膜，但为了进一步提高液晶取向能力，也可对所述涂膜实施取向处理。作为取向处理，优选为使用对基板上所形成的涂膜进行光照射而对涂膜赋予液晶取向能力的光取向处理。
用于光取向的光照射可通过如下方法等而进行：对后烘烤步骤后的涂膜进行照射的方法、对预烘烤步骤后且后烘烤步骤前的涂膜进行照射的方法、在预烘烤步骤及后烘烤步骤的至少任一步骤中在涂膜的加热过程中对涂膜进行照射的方法。作为照射至涂膜的放射线，例如可使用包含150nm～800nm的波长的光的紫外线及可见光线。优选为包含200nm～400nm的波长的光的紫外线。在放射线为偏光的情况下，可为直线偏光也可为部分偏光。在使用的放射线为直线偏光或部分偏光的情况下，照射可自垂直于基板面的方向进行，也可自倾斜方向进行，或者也可将这些方向组合来进行。非偏光的放射线的情况下的照射方向设为倾斜方向。
作为使用的光源，例如可列举：低压水银灯、高压水银灯、氘灯、金属卤化物灯、氩共振灯、氙灯、准分子激光等。放射线的照射量优选为400J/m2～50,000J/m2，更优选为1,000J/m2～20,000J/m2。在用于赋予取向能力的光照射后，也可进行对基板表面使用例如水、有机溶媒(例如，甲醇、异丙醇、1-甲氧基-2-丙醇乙酸酯、丁基溶纤剂、乳酸乙酯等)或这些的混合物进行清洗的处理、或对基板进行加热的处理。
＜步骤3：液晶单元的构筑＞
准备两块以所述方式形成有液晶取向膜的基板，并将液晶配置于相向配置的两块基板间，由此制造液晶单元。在制造液晶单元时，例如可列举如下方法等：以液晶取向膜相向的方式隔着间隙将两块基板相向配置，使用密封剂将两块基板的周边部贴合，在由基板表面与密封剂包围的单元间隙内注入填充液晶并将注入孔密封的方法、利用液晶滴注(OneDrop Fill，ODF)方式的方法。作为密封剂，例如可使用含有硬化剂及作为间隔物的氧化铝球的环氧树脂等。作为液晶，可列举向列液晶及层列液晶，其中优选为向列液晶。PSA模式中，在构筑液晶单元后，在对一对基板所具有的导电膜间施加电压的状态下对液晶单元进行光照射处理。
继而，视需要在液晶单元的外侧表面贴合偏光板，制成液晶元件。偏光板可列举：利用乙酸纤维素保护膜夹持被称为“H膜”的偏光膜而成的偏光板、或包含H膜其本身的偏光板，所述“H膜”是一边使聚乙烯基醇延伸取向一边使其吸收碘而成。
本公开的液晶元件可有效地应用于各种用途，例如可应用于钟表、便携游戏机、文字处理器、笔记本个人计算机、汽车导航系统、摄录象机、个人数字助理(Personal DigitalAssistant，PDA)、数字照相机、移动电话机、智能手机、各种监视器、液晶电视、信息显示器等各种显示装置、或调光膜、相位差膜等中。
实施例
以下，通过实施例更具体地进行说明，但本公开不受这些实施例的限定。
在以下的实施例及比较例中，利用以下方法来测定聚合物的重量平均分子量。
[聚合物的重量平均分子量]
重量平均分子量为通过以下条件下的凝胶渗透色谱法而测定的聚苯乙烯换算值。
管柱：东曹(股)制造、TSKgelGRCXLII
溶剂：四氢呋喃
温度：40℃
压力：68kgf/cm2
以下示出本实施例中使用的化合物的结构式。再者，以下，为了方便，有时将“式(X)所表示的化合物”简称为“化合物(X)”。
[化23]
Figure BDA0003497185770000211
[化24]
Figure BDA0003497185770000221
[化25]
Figure BDA0003497185770000222
[化26]
Figure BDA0003497185770000223
[化27]
Figure BDA0003497185770000231
＜化合物的合成＞
[合成例1-1：化合物(B)的合成]
首先，依照下述流程1来合成化合物(M-13)。
[化28]
Figure BDA0003497185770000232
在装有搅拌器的2000mL三口烧瓶中，取4-氨基-邻甲酚20.0g、四氢呋喃1000g，加入24.7g的三乙胺，并进行冰浴。向其中滴加包含二碳酸叔丁酯39.0g与四氢呋喃150g的溶液，并在室温下搅拌10小时，之后向反应液中加入乙酸乙酯450g，利用蒸馏水300g进行4次分液清洗。其后，利用旋转蒸发器对有机层进行缓慢浓缩直至内容量为100g为止，并通过过滤回收中途所析出的白色固体。对所述白色固体进行真空干燥，由此获得34.4g的化合物(M-9)。
·化合物(M-9-1)的合成
在装有搅拌器的2000mL三口烧瓶中，取化合物(M-9)20.0g、丙烯酸(E)-2-甲基-3-(4-(4'-戊基-[1,1'-双环己烷]-4-基)苯基)酯35.5g，加入1000g的二氯甲烷，并进行冰浴。向其中依次加入N,N-二甲基氨基吡啶2.2g、1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二酰亚胺盐酸盐25.8g，在室温下搅拌8小时后，利用蒸馏水500g进行4次分液清洗。其后，利用旋转蒸发器对有机层进行缓慢浓缩直至内容量为100g为止，并通过过滤回收中途所析出的白色固体。对所述白色固体进行真空干燥，由此获得35.0g的化合物(M-9-1)。
·化合物(M-13)的合成
在装有搅拌器的300mL茄形烧瓶中，取化合物(M-9-1)30.0g、三氟乙酸34.0g，加入100g的二氯甲烷，在室温下搅拌1小时。其后，利用饱和碳酸氢钠水溶液进行中和后，利用蒸馏水70g进行4次分液清洗。其后，利用旋转蒸发器对有机层进行缓慢浓缩直至内容量为50g为止，并通过过滤回收中途所析出的白色固体。对所述白色固体进行真空干燥，由此获得29.0g的化合物(M-13)。
继而，依照下述流程2来合成化合物(B)。
[化29]
Figure BDA0003497185770000241
在安装有回流管的1升的三口烧瓶中，投入化合物(M-13)20.0g、化合物(M-2)6.54g，进而添加作为溶媒的乙酸300ml。若进行升温，则反应系统变得均匀，进行3小时回流。反应结束后，对乙酸进行浓缩，并利用甲醇进行再结晶。对于所获得的结晶，进而反复进行甲醇再结晶，获得化合物(B)10.3g。
[合成例1-2～1-7]
如下述表1中记载那样变更使用的原料(胺、感光性羧酸、及环式化合物)，除了所述方面以外，与合成例1-1同样地分别合成化合物(A)、(C)～(F)及(K)。
[表1]
Figure BDA0003497185770000242
Figure BDA0003497185770000251
[合成例1-8：化合物(S)的合成]
在500ml烧瓶中加入化合物(a-1)9.75g(20.0mmol)、苯胺盐酸盐2.60g(20.1mmol)、甲苯100ml、对甲苯磺酸4.30g(24.8mmol)，在140℃下反应8小时。利用高效液相色谱(High Performance Liquid Chromatography，HPLC)确认到化合物(a-1)的消失后，冷却至室温。其后，利用饱和碳酸氢钠水溶液与水分别进行分液。继而，在有机层中加入硫酸钠，静置后进行过滤。利用旋转蒸发器将滤液的溶媒馏去，由此获得11.4g的目标化合物(S)。
[化30]
Figure BDA0003497185770000252
[合成例1-9：化合物(T)的合成]
使用化合物(a-2)代替化合物(a-1)，除此以外，进行与所述合成例1-8相同的操作，获得目标化合物(T)。
[化31]
Figure BDA0003497185770000253
＜聚合物的合成＞
[合成例2-1]
在预先利用120℃的烘箱进行干燥的300ml烧瓶中，放入化合物(B)20摩尔份、及化合物(G)80摩尔份，并加入脱水环戊酮150ml。继而，加入Ni催化剂(依照《美国化学学会会志(Journal of the American Chemical Society，J.AM.CHEM.SOC.)》(131，5902-5919，(2019))而合成)，使其反应2小时。利用10％盐酸甲醇溶液进行急冷后，实施2次利用甲醇的再沉淀，获得聚合物(将其设为“聚合物(P-1)”)15.2g。
[合成例2-2]
在氮气气流下，在装设有回流管的可分离式烧瓶中，投入化合物(B)20摩尔份、双环[2.2.1]庚-2-烯30摩尔份、马来酸酐50摩尔份、偶氮双异丁腈28g、及N-甲基-2-吡咯烷酮280g后，在70℃下聚合6小时。聚合结束后，将反应溶液冷却至室温，注入至大量的乙酸正丁酯/正己烷混合溶液中(质量比＝1/4)，使聚合物凝固，利用正己烷对凝固后的聚合物进行数次清洗后，进行真空干燥，以产率70％获得重量平均分子量(Mw)为15,000的聚合物(将其设为“聚合物(P-2)”)。
[合成例2-3～2-13]
如下述表2中记载那样变更使用的单体的种类及量，除了所述方面以外，与合成例2-2同样地分别合成聚合物(P-3)～(P-13)。再者，表2中，单体栏的数值表示相对于聚合物的合成中使用的单体的总量的、各单体的使用比例(摩尔％)。表2中的A～P表示所述式(A)～(P)分别所表示的化合物。
[表2]
Figure BDA0003497185770000261
[合成例2-14]
依照韩国公开专利第2015-138548号公报中记载的制造例2的顺序，合成具有查尔酮侧链的马来酰亚胺树脂(将其设为“聚合物(P-14)”)。
[合成例2-15]
依照日本专利第2962473号公报中记载的实施例1的顺序，合成侧链具有肉桂酰基的马来酰亚胺树脂(将其设为“聚合物(P-15)”)。
[合成例2-16]
依照日本专利特开2015-152743号公报中记载的制造例1的顺序，合成侧链具有肉桂酰基的苯乙烯树脂(将其设为“聚合物(P-16)”)。
[合成例2-17]
依照日本专利第5803915号公报中记载的实施例27的顺序，使用1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐与丙烯酸(E)-3,5-二氨基苄基3-(2-(4-丁氧基苯基)-1,3-二氧代异吲哚啉-5-基)酯来合成聚酰胺酸(将其设为“聚合物(P-17)”)。
[合成例2-18]
将1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐(CB)100摩尔份、化合物(S)20摩尔份、3,5-二氨基苯甲酸(35DAB)30摩尔份、及4,4'-二氨基二苯基甲烷(DDM)50摩尔份溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中，在40℃下使其反应3小时，由此获得含有10质量％的作为聚酰胺酸的聚合物(P-18)的溶液。
[合成例2-19]
使化合物(T)30摩尔份、3,5-二氨基苯甲酸(35DAB)20摩尔份、及4,4'-二氨基二苯基甲烷(DDM)50摩尔份、作为碱的吡啶15ml溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)505ml中。对所述溶液一边进行水冷搅拌，一边添加二甲基-1,3-双(氯羰基)环丁烷-2,4-羧酸酯97摩尔份，进而以固体成分浓度为5质量％的方式加入NMP，一边进行水冷一边搅拌4小时。将所述溶液注入至250g的水中并使聚合物析出，通过抽吸过滤来滤取聚合物，再次利用水250g进行清洗，之后利用甲醇进行3次清洗，在40℃下进行减压干燥，由此获得含有作为聚酰胺酸酯的聚合物(P-19)的溶液。
[合成例2-20]
在氮气下，在100mL两口烧瓶中，使化合物(Y)100摩尔份溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中，向其中加入化合物(T)30摩尔份、4,4'-二氨基二苯基甲烷(DDM)60摩尔份、及胆甾烷基氧基-2,4-二氨基苯10摩尔份，在60℃下进行4小时反应，获得含有作为聚烯胺的聚合物(P-20)的溶液。
[合成例2-21]
如下述表3中记载那样变更使用的单体的种类及量，除所述方面以外，进行与合成例2-18相同的操作，由此获得含有作为聚酰胺酸的聚合物(P-21)的溶液。
[表3]
Figure BDA0003497185770000271
表3中，单量体的简称为如下所述。再者，表3中的S～U、Y表示所述式(S)～式(U)、式(Y)分别所表示的化合物。
Q：1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐
R：2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐
V：3,5-二氨基苯甲酸
W：4,4'-二氨基二苯基甲烷
X：胆甾烷基氧基-2,4-二氨基苯
表3中的数值表示聚合物的合成中使用的各单量体的量(摩尔份)。
[合成例2-22]
将1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐(CB)100摩尔份、及2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯(mTB)100摩尔份溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中，在40℃下使其反应3小时，由此获得含有10质量％的作为聚酰胺酸的聚合物(PAA-A)的溶液。
[合成例2-23]
将2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐(TCA)100摩尔份、4,4'-[4,4'-丙烷-1,3-二基双(哌啶-1,4-二基)]二苯胺(BISP)30摩尔份、及4,4'-二氨基二苯基甲烷(DDM)70摩尔份溶解于NMP中，在40℃下使其反应3小时，由此获得含有10质量％的作为聚酰胺酸的聚合物(PAA-B)的溶液。
[合成例2-24]
将1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐(CB)100摩尔份、及6,6'-(哌嗪-1,4-二基)双(3-氨基吡啶)(PDAP)30摩尔份、及4,4'-二氨基二苯基甲烷(DDM)70摩尔份溶解于NMP中，在40℃下使其反应3小时，由此获得含有10质量％的作为聚酰胺酸的聚合物(PAA-C)的溶液。
[合成例2-25]
将2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐(TCA)100摩尔份、及二氨基二苯基甲烷(DDM)100摩尔份溶解于NMP中，在40℃下使其反应3小时，由此获得含有10质量％的作为聚酰胺酸的聚合物(PAA-D)的溶液。
[合成例2-26]
将1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐(CB)100摩尔份、及二氨基二苯基甲烷(DDM)100摩尔份溶解于NMP中，在40℃下使其反应3小时，由此获得含有10质量％的作为聚酰胺酸的聚合物(PAA-E)的溶液。
[合成例2-27]
将1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐(CB)100摩尔份、4,4'-二氨基二苯基甲烷(DDM)80摩尔份、及叔丁基(2,5-二氨基苄基)氨基甲酸酯20摩尔份溶解于NMP中，在40℃下使其反应3小时，由此获得含有10质量％的作为聚酰胺酸的聚合物(PAA-F)的溶液。
[合成例2-28]
将1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐(CB)100摩尔份、4,4'-二氨基二苯基甲烷(DDM)50摩尔份、及叔丁基(3-(2,5-二氨基吡啶-3-基)丙基氨基甲酸酯50摩尔份溶解于NMP中，在40℃下使其反应3小时，由此获得含有10质量％的作为聚酰胺酸的聚合物(PAA-G)的溶液。
＜液晶显示装置的制造及评价＞
[实施例1]
(1)液晶取向剂的制备
在放入有合成例2-1中获得的聚合物(P-1)10质量份、及合成例2-22中获得的聚合物(PAA-A)100质量份的容器中，加入作为溶剂的环戊酮(CPN)及丁基溶纤剂(BC)，制成溶媒组成为CPN/BC＝70/30(质量比)、固体成分浓度为3.5质量％的溶液。利用孔径为1μm的过滤器对所述溶液进行过滤，由此制备液晶取向剂(AL-1)。
(2)光垂直型液晶显示元件的制造
通过旋转器将所述(1)中制备的液晶取向剂(AL-1)涂布于包含ITO膜的带透明电极的玻璃基板的透明电极面上，利用80℃的热板进行1分钟预烘烤而形成膜厚0.08μm的涂膜。继而，使用Hg-Xe灯及格兰-泰勒棱镜(Glan-Taylor prism)，从自基板法线倾斜40°的方向在室温下对所述涂膜表面照射包含313nm的亮线的偏光紫外线200J/m2。继而，在对库内进行了氮气置换的烘箱中，在160℃下进行40分钟加热(正式煅烧)而制成液晶取向膜。反复进行相同的操作，制成一对(两块)形成有液晶取向膜的基板。
通过网版印刷将放入有直径3.5μm的氧化铝球的环氧树脂接着剂涂布于形成有液晶取向膜的两块基板中的一块基板的具有液晶取向膜的面的外周，之后使一对基板的液晶取向膜面相向，以照射至各基板的紫外线的光轴在基板面上的投影方向成为逆平行的方式将一对基板压接，在150℃下历时1小时使接着剂热硬化。继而，自液晶注入口对基板间的间隙填充向列液晶(默克(Merck)公司制造，MLC-6608)后，利用环氧系接着剂将液晶注入口密封，获得液晶单元。进而，为了去除液晶注入时的流动取向，而将液晶单元以150℃加热后缓慢冷却至室温。其次，在液晶单元中的基板的外侧两面，以偏光板的偏光方向彼此正交且与液晶取向膜形成时照射的紫外线的光轴在基板面上的射影方向成45°角度的方式贴合偏光板。
(3)预倾角的评价
关于所述(2)中制造的液晶显示元件，依据非专利文献(T.J.谢弗等人(T.J.Scheffer et.al.)《应用物理期刊(J.Appl.Phys.)》第19卷，第2013页(vo.19,p2013)(1980))中记载的方法，通过使用He-Ne激光光的结晶旋转法来测定液晶分子相对于基板面的倾斜角的值，并将所述值设为预倾角。此时，在预倾角小于89.0°的情况下设为“良好(○)”，在89.0°以上的情况下设为“不良(×)”。结果，所述实施例中，预倾角为“良好(○)”的评价。
(4)涂布均匀性的评价
使用旋转器将所述(1)中制备的液晶取向剂(AL-1)涂布于玻璃基板上，利用80℃的热板进行1分钟预烘烤后，在对库内进行了氮气置换的200℃的烘箱中加热(后烘烤)1小时，由此形成平均膜厚0.1μm的涂膜。通过原子力显微镜(atomic force microscope，AFM)对所获得的涂膜的表面进行观察，测定中心平均粗糙度(Ra)，由此评价涂膜表面的均匀性。将Ra为5nm以下的情况评价为涂布均匀性“良好(○)”，将Ra大于5nm且小于10nm的情况评价为“可(△)”，将Ra为10nm以上的情况评价为“不良(×)”。结果，所述实施例中为“良好(○)”的评价。
(5)相对于后烘烤温度的不同而言的预倾角的偏差特性(后烘烤裕度)的评价
依照所述(2)的方法，通过不同的后烘烤温度(150℃及200℃)来制作液晶取向膜，分别测定所获得的两个液晶显示元件的预倾角。通过将后烘烤温度设为200℃的液晶显示元件的预倾角的测定值θ200、与将后烘烤温度设为150℃的液晶显示元件的预倾角的测定值θ150的差Δθ(＝|θ200-θ150|)，评价相对于后烘烤温度的差异而言的预倾角的偏差特性。可以说，Δθ越小，相对于预烘烤温度的不同而言的预倾角的偏差越小而越优异。预倾角的测定中，依据非专利文献(T.J.谢弗等人(T.J.Scheffer et.al.)《应用物理期刊(J.Appl.Phys.)》第19卷，第2013页(vo.19,p.2013)(1980))中记载的方法，通过使用He-Ne激光光的结晶旋转法来测定液晶分子相对于基板面的倾斜角的值，并将所述值设为预倾角[°]。评价时，将Δθ为0.2°以下的情况设为“良好(○)”，将Δθ大于0.2°且小于0.5°的情况设为“可(△)”，将Δθ为0.5°以上的情况设为“不良(×)”。结果，所述实施例中为“良好(○)”的评价。
[实施例2～16、比较例1～5]
如下述表4那样变更液晶取向剂的调配处方，除了所述方面以外，与实施例1同样地分别制备液晶取向剂。另外，使用所制备的各液晶取向剂，与实施例1同样地制造光垂直型液晶显示装置，并且与实施例1同样地进行各种评价。将这些的结果示于下述表4中。再者，关于实施例2及实施例7，在液晶取向剂中调配有添加剂(交联成分)。
[表4]
Figure BDA0003497185770000301
表4中，括号内的数值表示液晶取向剂的制备中的各化合物的调配比例(单位：质量份)。溶剂的简称为如下所述。
PGME：丙二醇单甲醚
EDM：二乙二醇甲基乙醚
CPN：环戊酮
MB：3-甲氧基-1-丁醇
NMP：N-甲基-2-吡咯烷酮
BC：γ-丁内酯
如根据以上的结果而明确那样，在制成含有聚合物(A)的液晶取向剂的实施例1～16中，预倾角小于89度，与不含聚合物(A)的比较例1～5相比，可充分增大液晶分子相对于垂直方向的倾斜角度。另外，在实施例1～16中，因后烘烤温度的不同而引起的预倾角的偏差小。尤其是，在含有交联成分的实施例2、4～8、10～13中，可进一步减小由后烘烤温度的不同而引起的预倾角的偏差。另外，使用加成聚合物作为聚合物(A)的实施例(实施例1～13)较使用缩聚物的实施例(实施例14～16)而言，可进一步减小由后烘烤温度的不同而引起的预倾角的偏差。进而，实施例1～16的液晶取向剂的涂膜表面的均匀性也良好。
根据这些结果，得知通过使用聚合物(A)，可形成涂布均匀性良好、且预倾角特性优异的液晶取向膜。

Claims (13)

1.一种液晶取向剂，含有聚合物(A)，所述聚合物(A)具有源自下述式(1)所表示的单量体的结构单元(U1)，
[化1]
Figure FDA0003497185760000011
(式(1)中，R1为一价有机基，R2及R3分别独立地为单键、亚甲基或亚乙基，n为0或1；其中，在n＝0的情况下，R2为亚甲基或亚乙基；R4为具有聚合性基构成环的一部分的环X且在构成所述环X的一部分的同一或不同的碳原子上分别键结有R2及R3的二价基、或具有键结有聚合性基的环Y且在构成所述环Y的一部分的同一或不同的碳原子上分别键结有R2及R3的二价基、或者具有键结有两个所述环Y的碳原子Z且在所述碳原子Z上分别键结有R2及R3的二价基)。
2.根据权利要求1所述的液晶取向剂，其中所述聚合物(A)为加成聚合物。
3.根据权利要求2所述的液晶取向剂，其中所述聚合物(A)为具有如下结构单元的聚合物，所述结构单元源自选自由环状烯烃化合物、含马来酰亚胺结构的化合物、含苯乙烯结构的化合物、含马来酸酐结构的化合物、及(甲基)丙烯酸化合物所组成的群组中的至少一种单量体。
4.根据权利要求2或3所述的液晶取向剂，其中所述聚合物(A)为具有所述结构单元(U1)、以及如下结构单元的聚合物，所述结构单元源自为选自由含马来酰亚胺结构的化合物、(甲基)丙烯酸化合物、含苯乙烯结构的化合物、含马来酸酐结构的化合物、及环状烯烃化合物所组成的群组中的至少一种、且不具有所述式(1)所表示的部分结构的单量体。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的液晶取向剂，其中所述R1为具有光取向性基的一价基，
所述聚合物(A)为具有所述结构单元(U1)、以及如下结构单元的聚合物，所述结构单元源自为选自由含马来酰亚胺结构的化合物、(甲基)丙烯酸化合物、含苯乙烯结构的化合物、含马来酸酐结构的化合物、及环状烯烃化合物所组成的群组中的至少一种、且不具有光取向性基的单量体。
6.根据权利要求1所述的液晶取向剂，其中所述式(1)所表示的单量体为二胺化合物，
所述聚合物(A)为选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯、聚酰亚胺及聚烯胺所组成的群组中的至少一种。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的液晶取向剂，其中所述R1为具有光取向性基的一价基。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的液晶取向剂，含有具有热交联性基的化合物作为所述聚合物(A)、及与所述聚合物(A)不同的化合物中的至少一者。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的液晶取向剂，进而含有聚合物(B)，所述聚合物(B)为选自由聚酰胺酸、聚酰胺酸酯、聚酰亚胺及聚脲所组成的群组中的至少一种、且不具有所述结构单元(U1)。
10.一种液晶取向膜，其是使用如权利要求1至8中任一项所述的液晶取向剂而形成。
11.一种液晶元件，包括如权利要求10所述的液晶取向膜。
12.一种聚合物，具有源自下述式(1)所表示的单量体的结构单元(U1)，
[化2]
Figure FDA0003497185760000021
(式(1)中，R1为一价有机基，R2及R3分别独立地为单键、亚甲基或亚乙基，n为0或1；其中，在n＝0的情况下，R2为亚甲基或亚乙基；R4为具有聚合性基构成环的一部分的环X且在构成所述环X的一部分的同一或不同的碳原子上分别键结有R2及R3的二价基、或具有键结有聚合性基的环Y且在构成所述环Y的一部分的同一或不同的碳原子上分别键结有R2及R3的二价基、或者具有键结有两个所述环Y的碳原子Z且在所述碳原子Z上分别键结有R2及R3的二价基)。
13.一种化合物，其由下述式(1)表示，
[化3]
Figure FDA0003497185760000022
(式(1)中，R1为一价有机基，R2及R3分别独立地为单键、亚甲基或亚乙基，n为0或1；其中，在n＝0的情况下，R2为亚甲基或亚乙基；R4为具有聚合性基构成环的一部分的环X且在构成所述环X的一部分的同一或不同的碳原子上分别键结有R2及R3的二价基、或具有键结有聚合性基的环Y且在构成所述环Y的一部分的同一或不同的碳原子上分别键结有R2及R3的二价基、或者具有键结有两个所述环Y的碳原子Z且在所述碳原子Z上分别键结有R2及R3的二价基)。
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